7. Gaia: Txapa konformazioa 1/21
II MODULUA: METALEN KONFORMAZIO PLASTIKOA
7. GAIA: Txapa konformazioa
FABRIKAZIO TEKNOLOGIAK
MEKANIKA INGENIARITZA SAILA
Universidad del País Vasco – Euskal Herriko Unibertsitatea
7. Gaia: Txapa konformazioa 2/21
1. Txapa produktuen ezaugarriak
2. Txaparen portaera deformazioaren aurrean
3. Ebaketa
4. Tolestea
5. Enbutizioa
6. Tutorepeko galdesorta
7. Lan-aukerak: enpresak eta produktuak
Edukiak
7. Gaia: Txapa konformazioa 3/21
1. Txapa produktuen ezaugarriak
TXAPA: 600mm edo gehiagoko zabalera duen produktu laua. Materialaren ijezketa eta ondorengo tratamendu termikoen bidez lortzen da txapa.
- Txapa fina: lodiera < 3mm- Txapa lodia: lodiera > 3mm
Erlazionatutako beste produktu batzuk:- Banda: beroan ijeztutako produktu laua eta bobina eran emana.- Zumitza: ijezketa zabalera < 600mm duen banda
Txapa produktuak metalaren deformazio plastikoz lortzen dira PRENTSETAN, erreminta KONPLEXU ETA GARESTIAK erabiliz, erreminta hauek TROKELAK deitzen dira.
Txapa produktu baten enbutizio adibidea.Trokela osatzen duten elementuak adierazten dira
eskematikoki.
7. Gaia: Txapa konformazioa 4/21
TXAPA PRODUKTUEN EZAUGARRIAK:• Forma konplexuak azal akabera bikainekin.• Zurruntasun/pisu erlazio altua duten piezak.• PRODUKTIBITATE altua (1500 pieza orduko lor daiteke).• Bakarrik SERIE LUZEAK justifikatzen dira (Tresneria eta produkzio baliabideen kostua).
AUTO, ONTZIKI eta ETXETRESNA ELEKTRIKOen industrian oso erabiliak dira txapa konformazio prozesuak
1. Txapa produktuen ezaugarriak
7. Gaia: Txapa konformazioa 5/21
1. Txapa produktuen ezaugarriak
OHIKO MATERIALAK:• Karbono-altzairuak: erabiliena bere harikortasuna dela eta.
• lodiera ≈ 1,5mm: auto karrozeria, etxetresna elektrikoak,...
•12,5mm-rarteko lodierak: jantak, presiozko ontziak, blindajeak,…
• Aluminioa: aeronautika eta gama altuko autoak.• Altzairu herdoilgaitza: sukaldeko tresneria eta ontziak.• Elastikotasun-muga altua duten altzairuak: auto karrozerian aluminio erabilera dela eta altzairu fabrikatzaileek garatutako altzairuak.• Beste material batzuk (kobre, magnesio, titanio,…)
Iturria: Volkswagen: Passat 2010% pisuan
C urriko altzairuak
Erresistentzi handiko altzairuak
Erresistentzi altuko altzairuak
Oso erresistentzi altuko altzairuak
Ultra erresistentzi altuko altzairuak
7. Gaia: Txapa konformazioa 6/21
ELASTIKOTASUN-MUGA ALTUA DUTEN ALTZAIRUEN ERABILPEN ADIBIDEAK AUTOAN
Mercedes A Klasea:% 67 HSS eta UHSS
Porsche Cayanne:%65 HSS eta UHSS
VOLVO XC90
1. Txapa produktuen ezaugarriak
7. Gaia: Txapa konformazioa 7/21
2. Txaparen portaera deformazioaren aurrean
Txaparen propietateak aurretik jasan dituen ijezketa prozesu eta tratamendu termikoen menpe daude
• ANISOTROPIA: propietateak ez dira berdinak norabide guztietan ijezketan jasandako norabideko birkristaltzea dela eta (forjako norabideko fibratuaren antzera).
• TENTSIO EGOERA ALDAKORRAK PIEZAREN GUNE EZBERDINETAN.
Anisotropia dela eta konformazioan materialaren fluxu ezberdinak izan ditzakegu
norabide ezberdinetan. Adibidean, era egokian enbutitutako kopa (ezkerrean) eta akastuna (eskuinean) anisotropia dela eta.
Tentsio-egoeren eboluzioa txapa deformazio eragiketa batean
7. Gaia: Txapa konformazioa 8/21
HOTZEKO ETA BEROKO KONFORMAZIOA
• Hotzean: ingurugiroko tenperaturara. • Arruntena karbono urriko altzairuekin eta lodiera gutxiko txapekin.
• Beroan: • Oso interesgarria elastikotasun-muga altua duten altzairuetan: elastikotasun-mugaren murrizketa, harikortasun handitzea eta errekuperazio elastikoaren murrizketa.• Lodiera handiko txapetan ere erabiltzen da.
Berotako txapa estanpazioan ate indargarriak, kolpe-leungailu, zutoindun indargarriak eta
orokorrean erresistentzia altuko piezak fabrikatzen dira
LOIRE SAFE prentsa hidraulikoa beroko
txapa estanpaziorako
2. Txaparen portaera deformazioaren aurrean
7. Gaia: Txapa konformazioa 9/21
BERO KONFORMAZIOABero konformazioa bi trokelen artean kargapean txapa deformatzen den prosezua da, txaparensarrera-tenperatura austenizazio tenperatura baino altuagoa izanik.Hasierako tenperatura altuari esker txaparen harikoratasuna altuagoa aprobetxatzen da eta, ondoren, piezaren gogortasun martensitikoa lortzen da hozte askarraren bidez.
1
Txaparenhasierako egoera(Tgiro)
Berotutako txapa(T>TAustenizazio)
2 Tratatutakotxapa (T<TMf)
3
2. Txaparen portaera deformazioaren aurrean
1 2 3
2 3
TxapaLabea
Robota
Austenizazioa Garraiatzea
Prentsa
Konformazioa eta
tratamendua
Pieza
7. Gaia: Txapa konformazioa 10/21
Iturria: Ford
Iturria: VW
BERO KONFORMAZIOABero konformazioa bi trokelen artean kargapean txapa deformatzen den prosezua da, txaparensarrera-tenperatura austenizazio tenperatura baino altuagoa izanik.Hasierako tenperatura altuari esker txaparen harikoratasuna altuagoa aprobetxatzen da eta, ondoren, piezaren gogortasun martensitikoa lortzen da hozte askarraren bidez.
2. Txaparen portaera deformazioaren aurrean
7. Gaia: Txapa konformazioa 11/21
3. Ebaketa
TXAPA EBAKETA metodo industrial ezberdinak existitzen dira:
• PUNTZONAKETA: material eta puntzoi-matrize multzoaren arteko kontaktua dela eta zizailatzen da materiala.
• LASER BIDEZKO EBAKETA: energia dentsitate altua duen argi izpi batek txaparen fusio eta ebaketa eragiten du.
Txapa ebaketa laser bidez
Puntzoi
Matrize
Txapa
PisadoreMatrize eta Puntzoi
Pisadore
Zirrindola baten fabrikaziorako ebaketa trokela
Pieza bukatua
Muxarrakin
7. Gaia: Txapa konformazioa 12/21
PUNTZONAKETA: puntzonaketa egiteko beharrezkoa da PUNTZOI, MATRIZE ETA PISADORE erreminta multzoa erabiltzea. Zuloaren forma puntzoi eta matrizeak determinatzen ditu.
• Ertzen akabera puntzoi eta matrizearen arteko tartearen menpekoa da (beste faktore batzuen artean). Zenbat eta tarte handiagoa, orduan eta akabera txarragoa.
• Beste parametro garrantzitsuak:• Txapa materiala.• Lubrifikazioa.• Puntzoiaren jaitsiera abiadura.
• EBAKETA FINA: puntzoi eta matrizearen arteko tartea oso txikia.Ertz akabera bikaina lortzen da, baina beharrezkoa da kalitate oso oneko txapa.
Matrize
Puntzoi-matrize tartea
Gune txartatua
Haustura gunea
Bizarra
Puntzonatutako txapa baten ertzaren mikro-argazkia, gune txartatua eta haustura gunea
bereizten dira
3. Ebaketa
7. Gaia: Txapa konformazioa 13/21
PUNTZONAKETA: puntzonaketa egiteko beharrezkoa da PUNTZOI, MATRIZE ETA PISADORE erreminta multzoa erabiltzea.
• Erreminta materialak:• Puntzoi eta matrizea: altzairu tenplatu, metal gogorra, erresistentzi altuko burdinurtu nodularra.• Pisadorea: erresistentzi baxuzko burdinurtu laminarra.
Txapa puntzonaketarako trokel progresiboa
3. Ebaketa
7. Gaia: Txapa konformazioa 14/21
3. Ebaketa
LASER BIDEZKO EBAKETA txapa materiala urtu eta/edo lurruneztatzean datza energia dentsitate altua aplikatuz (laser izpia) eta ondoren gas baten bidez atera.
• Kalitate handiko ebaketak lortzen ditu material galera gutxirekin.• 0,2 eta 6 mm bitarteko lodietan aplikatzen da altzairu, altzairu herdoilgaitz eta aluminioetan (beste
material batzuen artean).• Malgutasun maximoa baimentzen du: laser buru berdinarekin edozein pieza geometria lor
daiteke, zenbakizko kontrolaren programazioaren bidez( puntzonaketan puntzoi bakoitzarekin geometria bakarra ebaki daiteke).
7. Gaia: Txapa konformazioa 15/21
4. Tolestea
TXAPA TOLESTEA: puntzoi eta matrizea erabiliz txapa tolesten da angelu bat lortu arte.
• Parametro garrantzitsuak:• Txapa lodiera.• Toleste angelua.• Toleste erradioa.
• Tolestea izan daiteke:• Beste puntzonaketa eta enbutizio eragiketa batzuk barneratzen dituen trokel konplexuago baten parteden eragiketa bat.
• Aparteko eragiketa bat, makina espezifikoetan burutua, TOLESTE MAKINETAN.
• Beste konfigurazio batzuk ere posible dira, esateko hodien tolestea eta arrabol bidezko tolestea.
α
α: Toleste angelua
R: Toleste erradioa
T: Lodiera
7. Gaia: Txapa konformazioa 16/21
• TOLESTEA.
• ARRABOL BIDEZKO TOLESTEA.
Puntzoi
Matrize
Txapa
Egitura
Zilindro hidraulikoa
Zenbakizko Kontrola duen makina, toleste eragiketak programatu eta era
automatikoan egiteko aukera
4. Tolestea
7. Gaia: Txapa konformazioa 17/21
ADIBIDEA: karbono urriko altzairuaren erradio minimoa, tratamendu termiko
gabe : R=0,5T
4. Tolestea
TOLESTE ERAGIKETAREN ANALISIA :
• Errekuperazio elastiko edo “springback”:momentu errekuperatzaile bat agertzen da txapa gune elastikoan lanean dagoelako.
• Zenbat eta elastikotasun muga handiagoa izan, gero eta errekuperazioa handiagoa da.• Zaila da aldez aurretik jakitea: simulazio numerikoa edo aurre saiakuntzak.• Soluzioak:
• txapa gain-flexionatu.• beroan lan egin.
• Toleste erradio minimoa: kanpoko zuntzak trakziora egiten dute lan eta materialaren haustura tentsioa gainditu dezakete. Erradio minimoa hurrengoen menpe dago:
• txapa materiala. • bere lodiera.
7. Gaia: Txapa konformazioa 18/21
5. Enbutizioa
ENBUTIZIO prozesuan puntzoiak txapa matrizearen aurka bultzatzen du, barrunbe bat sortuz. Eragiketa konplexuena da:
• Txapan deformazio handiak sortzen dira tentsio egoera aldakor eta oso konplexuekin.• Indar handien beharra, honek trokeletan higadura eta deformazioak sortzen ditu.• Prestakuntza esperimental handiaren beharra (proba-errore).
• Enbutizioz lortutako txapa produktuen adibideak:• Karrozeria eta beste auto pieza batzuk.• Biltontzi, ontzi...• Sukaldeko tresneria.• etab.
7. Gaia: Txapa konformazioa 19/21
ENBUTIBILITATE MUGA (LDR): puntzoiaren diametro jakin batentzat enbutitu daitekeen txapa diametro maximo bat dago arrakalak agertu gabe.
Enbutizio eragiketaren kontrol egokia egin ezean piezan akatsak ager daitezke :• Arrakalen agerpena.• Zimurren agerpena.
LDR=Txapa diametro maximoa
Puntzoiaren diametroa
Auto pieza baten enbutizioan txapan sortutako arrakala
5. Enbutizioa
7. Gaia: Txapa konformazioa 20/21
6. Tutorepeko galdesorta
1. Zergatik uste duzu trokelak hain garestiak direla?
2. Zergatik uste duzu interesgarria den auto fabrikatzaileentzat elastikotasun-muga altua duten altzairuak garatzea?
3. Uste duzu forjatutako pieza baten tentsio egoerak eta estanpatutako pieza batenak zerbait komunean dutela? Erantzuna arrazoitu.
4. Ze aspektu izango zenituzke kontuan laser bidezko ebaketa eta puntzonaketaren artean aukeratzeko?
5. Ze erresistentzia mekaniko lortu dezake puntzoi eta matrizeen fabrikazioarako burdinurtu nodular batek? Eta ze elongazio?
6. Analizatu kopa bateko gune lauan ditugun tentsio egoerak bere enbutizioan zehar. Berdinak dira tentsio egoera horiek pieza osoan zehar eta prozesu osoaren zehar?
7. Zergatik da pisadorearen presioa aldagai kritikoa enbutizio prozesuan?
8. Zergatik uste duzu errekuperazio elastikoa edo springback-a arazo handiagoa dela elastikotasun muga altuko altzairuetan?
9. Nola eragingo luke txaparen harikortasunak bizarraren agerpenean ebaketa eragiketa batean?
7. Gaia: Txapa konformazioa 21/21
Troquelería BATZProduktuak: AUTOMOZIOAKokapena: Igorre (Bizkaia)www.batz.com
7. Lan-aukerak: enpresak eta produktuak
MATRICI S. Coop.Produktuak: AUTOMOZIOAKokapena: Zamudio (Bizkaia)www.matrici.com
GESTAMP AutomociónProduktuak: AUTOMOZIOAKokapena: Abadiño, mundu osoan zehar lantegiakwww.gestamp.com
Estampaciones RUBI Produktuak: AUTOMOZIOAKokapena: Gasteiz(Araba)www.estampaciones-rubi.com
FAGOR ArrasateGILTZA ESKURA SISTEMEN fabrikatzailea(prentsa lerroak, estanpazio sistemak, ebaketa lerroak, …)Kokapena: Hernani (Gipuzkoa)www.fagorarrasate.com
ESTAMPACIONES TROKELAN, TROQUELERÍA RONAY, ICT-ICM, TROKENOR…
FAGOR ARRASATE-ek etxekotresna
elektrikoen piezen fabrikazio lerroak
garatzen ditu
ICT-ICM-ek automobil sektorerako pieza
metalikoen estanpazio tresneria diseñatzen eta
fabrikatzen du.